单目视觉里程计软硬件协同设计的研究

发布时间：2021-11-27 15:41

　　未来的许多探测任务很大程度上依赖于装有尖端科学仪器和拥有先进导航能力的高自主移动机器人。为了使这些移动机器人能够探索更大的区域,提高它们的导航速度是非常有必要的。视觉里程计作为移动机器人的一部分,因为其可靠的性能和广泛的应用而引起了越来越多的关注。但视觉里程计需要在CPU上运行特征提取及匹配等复杂的计算机视觉算法,这需要较长的执行时间,导致其移动速度相对缓慢。因此,在机器人上实现特征提取及匹配等算法并达到更高数量级的执行速度成为亟待解决的首要问题。本课题为解决这个问题,开展了单目视觉里程计软硬件协同设计的研究。针对基于特征点法的单目视觉里程计各步骤的计算量,本文对单目视觉里程计的计算任务进行了合理划分,并分别映射到系统的软硬件上面进行了实现。利用SOC的FPGA资源实现了SURF特征点检测算法、BRIEF特征点描述算法和特征点匹配算法,并通过VDMA对数据进行传输。利用SOC的ARM实现对FPGA端的控制以及数据的调度。为了实现SOC与PC间的高速传输,利用FPGA设计了一个高速的UDP/IP协议栈内核,通过该内核将匹配好的特征点传输到PC。最后在PC上对接收到的数据进行位姿计算,实现... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

网络调试助手验证结果

图 5-2 ping 命令及 Wireshark 抓包结果用 FPGA 实现了最小的 UDP/IP 协议栈。通过仅实现 UD征来达到高度定制化，并且采用高度流水线架构以实现高种参数，如数据包间隙，源和目标地址以及端口号来提高协议栈主要适用于那些直接在 FPGA 中实现算法，且需要

测试结果与真实轨迹对比

【参考文献】：
期刊论文
[1]千兆UDP/IP协议栈FPGA实现及其在高速成像系统中的应用[J]. 郑天宇,尹达一.  现代电子技术. 2018(18)



本文编号：3522583